Grundläggning av ny bro på postglacial lera i Uppsala
2020 (svensk)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 poäng / 15 hp
Oppgave
Abstract [sv]
I detta examensarbete har en geoteknisk utredning utförts för att bedöma ifall grundläggning av
en bro över Fyrisån i Uppsala kan utföras på enklaste sätt, genom plattgrundläggning. Arbetet
har grundats på att undersöka hur grundläggningen styrs av den postglaciala lerans tekniska
egenskaper. Problemformuleringen har varit, att undersöka hur den geotekniska projekteringen
av bron, dels skulle kunna genomföras, dels ska genomföras utifrån beaktande och värdering
av tekniska och i viss mån ekonomiska aspekter. De frågeställningar som behandlas är: Vilka
utmaningar finns det med att bygga bron på den aktuella platsen? Vilka svårigheter finns det
med att bygga bron enligt enklaste sätt, Vilka ytterligare grundläggningsmetoder kan användas
för att grundlägga bron samt hur ska dessa tillämpas? Arbetet har utförts med en inledande
litteraturstudie via Malmö Universitetsbibliotek, sökmotorn Libsearch och SGI:s bibliotek. En
fallstudie har utförts av jordlagerförhållandena vid Fyrisån, där utvärderingen baseras på
analyser av data från tillgängliga fältundersökningar i området. Handberäkningar har
genomförts för att överslagsmässigt kontrollera de geotekniska förutsättningarna i brott- och
bruksgränstillståndet. Handberäkningarna har jämförts med datorberäkningar från Plaxis 2D.
Teorin som ligger till grund för beräkningarna baseras på etablerade standarder som
kontrolleras mot flertalet källor. Undersökningarna visar att djupet till berg är ca 55 m under
befintlig markyta. Jordlagerföljden består generellt av fyllning på siltig torrskorpelera på
sulfidlera på lera/silt på friktionsjord. Utmaningen med grundläggningen av bron kan
sammanfattas till den potentiellt miljöfarliga sulfidhaltiga leran som leder till svårigheter i
bruksgränstillståndet, eftersom den har en benägenhet att ge stora sättningar vid belastning,
kombinerat med det stora djupet till berg.
Handberäkningar visar att bron inte kan grundläggas på platta på mark eftersom jorden går i
brott när den belastas av fundamentet för odränerade förhållanden, dvs. korttidstillståndet. Även
beräkningar med Plaxis 2D indikerar att jorden går i brott. Handberäkningar och
plaxisberäkningar har också genomförts för att undersöka de sättningar som kan utbildas vid
grundläggning på platta på mark. Det tillåtna värdet för sättningar är 0,050 m medan
handberäkningarna ger en sättning på 0,52 m och Plaxis 2D 0,41 m. För att bron ska kunna
grundläggas på den postglaciala leran används istället pålar med en geoteknisk bärförmåga på
725 kN. Pålarnas knäcklast har beräknats till 5254 kN. Totalt krävs 18 pålar för att grundlägga
brofundamentet. Pålning används då det råder osäkerhet hur användningen av övriga
grundläggningsmetoder interagerar med sulfidhaltig lera, bland annat hur reaktionen mellan
kalk/cement och sulfidjorden fungerar, om t ex kalk-cement-pelare skulle ha använts istället för
pålar, samt resultaten av en eventuell försurning av omkringliggande miljö. Sulfidhaltig lera
sänker pH-värdet i jord vid exponering för syre.
Handberäkningarna och datorberäkningarna visar liknande resultat, vilket tyder på att det
erhållna resultatet är rimligt. Förutsättningarna som används för beräkningarna är baserade på
empiriska samband, som vid jämförelse med resultat från genomförda sonderingar visar på en
god överensstämmelse. Avvikelser i sonderingarna bedöms vara ett resultat bl. a av de
skalrester som finns i jorden, vilket beaktas vid värdering av resultatet. Resultatet från den
utförda studien visar, att grundläggning av platta på mark inte är möjlig, främst på grund av de
stora sättningar som kan förväntas utbildas. Grundläggning med pålning väljs utifrån
miljömässiga och tekniska krav.
Abstract [en]
In this thesis, a geotechnical investigation has been performed to assess if the foundation of a
bridge over Fyrisån, Uppsala, can be founded by plate foundation. The work has been based on
investigating how the postglacial clay affects the construction based on the current ground
conditions. Questions being answered are: what challenges there are in building the bridge at
the current location, what difficulties there are in building the bridge according to conventional
methods and what foundation methods can be used to construct the bridge and how these should
be applied. The work has been carried out through a literature study. A case study has been
performed of the soil conditions in Fyrisån which shows that the soil consists in general of
filling on silty dry clay crust on sulfide clay on clay/silt on friction soil. The depth to rock is 55
meters.
The main challenge with this specific soil are the large compression, which is a result of large
depth and the fact that the soil consists of sulfide clay. The calculations by hand correspond the
calculation done in Plaxis 2D where the results show that the soil breaks in the undrained state
and the compression is 0,41m, 0,52 m by hand, compared to the maximum requirement of 50
mm. The choice of foundation is piling due to the uncertainty of reaction between
limestone/cement and sulfide and the risk of acidification.
The condition on which the calculations are based on is compared to completed probes which
shows a good correspondence. Any abnormalities are concluded to be a result of the soil’s
content of residual of shell. In conclusion the study shows that the foundation cannot be done
with a plate foundation and the soil has to be reinforced due to the large compression of the
soil.
sted, utgiver, år, opplag, sider
Malmö universitet/Teknik och samhälle , 2020. , s. 106
Emneord [sv]
Postglacial lera, Lös lera, Sulfidhaltig lera, Pålning, Empiriska geotekniska samband, Postglacial clay, Loose clay, Sulphide clay, Pilling, Empirical geotechnical relationships
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:mau:diva-20420Lokal ID: 32475OAI: oai:DiVA.org:mau-20420DiVA, id: diva2:1480295
Utdanningsprogram
TS Byggingenjör
Veileder
Examiner
2020-10-272020-10-27bibliografisk kontrollert